Труды 4-й РНКТ (2006). Том 3. Свободная конвекция. Тепломассообмен при химических превращениях

Федюшкин А.И.
Гидродинамика и теплообмен при вибрационных воздействиях на расплав при выращивании монокристаллов методом плавающей зоны

Институт проблем механики РАН, Москва, Россия

Аннотация

В работе приводятся результаты математического моделирования и анализа конвективного теплопереноса при вибрационных воздействиях на расплав применительно к выращиванию монокристаллов методом плавающей зоны. Моделирование осуществляется на основе численного решения уравнений Навье — Стокса и уравнения сохранения энергии. Показано, что вибрации являются хорошим перемешивающим механизмом и могут уменьшать температурные пограничные слои для расплавов полупроводников с малым значением числа Прандтля.

Заключение

Анализ численных результатов показал, что высокочастотные вибрации с малыми амплитудами могут быть доминирующим источником перемешивания расплава по сравнению с существующими конвективными течениями
Математическое моделирование показало, что вибрации могут уменьшать температурный пограничный слой и, как следствие, увеличивать температурный градиент на фронте кристаллизации. Это может интенсифицировать темпломассообмен на фронте кристаллизации и скорость роста кристаллов.
Расчеты показали, что при существенном влиянии вибраций на пограничные слои они могут практически не влиять на изменения температурного поля в течение периода колебаний вибратора (кристалла). Для установившегося квазистационарного режима показано, что максимальные изменения температуры в течение одного периода колебаний кристалла незначительны, таким образом, можно ожидать, что данные вибрационные воздействия не окажут негативного влияния на качество растущих кристаллов.

Данная работа была поддержана следующими грантами: РФФИ-ГФЕН № 04-01-39021 и РФФИ № 05-08-50162.

Скачать/просмотреть текст доклада (в формате pdf)

Следующая страница: Черкасов С.Г. Теоретический анализ баланса энергии при стационарной тепловой гравитационной конвекции